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新奥超临界水处理技术

时间:2015-08-13 11:14来源:中国环境报作者:信息发布点击: 次

超临界水处理技术，通俗来说，就是在高温高压的状态下，将水的形态改变，使其对有机物具有极强的溶解性。水中的所有有机物通过水的溶解，打破原来的状态，与超临界水中的氧气反应，最终达到水中有机污染物分解的目的。

污泥、危废以及高浓度难降解废水的处理一直是环境治理的重要领域。“水十条”明确了水治理的目标，同时提出要加快推进污泥处置，解决污泥随意堆放造成的环境污染问题，实现“水泥并重”。

但是，填埋、堆肥和焚烧等传统污泥处理方式普遍存在排放PM2.5、硫氧化物、氮氧化物以及二噁英等二次污染问题。

针对这种情况，新奥集团历经7年研发，自主创新了一套可实现对污泥、危废及难降解废水无害化处理的超临界水处理技术，申请专利70余项，达到国际领先水平，并实际应用到廊坊市政污泥处理示范项目，为污泥的处置提供了新的样本。

新技术

为老问题提供解决方法

随着城镇化进程的不断加快，城市污水处理厂的建设运营也逐渐增多。在污水处理率日益提高的同时，污泥的处置问题也日益凸显。

据《中国污泥处理处置市场分析报告（2012版）》统计，目前，我国每年市政污水处理厂产生的污泥量在3000万吨以上，年增长率在8%左右。在传统污泥处理技术选择上，目前，我国主要以填埋、干化焚烧和堆肥等方式。但大多技术都存在处理不彻底、二次污染等问题。

卫生填埋方式操作简单、费用较低，但是存在沥液难处理、污染地下水系的隐患，且现阶段填埋场只允许含水40%以下的污泥入场；焚烧处理方式对于有机物质的降解比较彻底，减量效果显著，但是需污泥专用焚烧炉，投资、运行成本高，容易产生硫氧化物、氮氧化物以及二噁英的二次污染物；污泥堆肥方式更存在占地面积大、周期长、产生温室气体、不能消除重金属污染等缺点。

污泥处置的老问题，需要新的技术手段提供解决方法。基于此，新奥能源研究院自主创新研发了针对污泥废水无害化处理的超临界水处理技术。

“超临界水处理技术，通俗来说，就是在高温高压的状态下，将水的形态改变，使其对有机物具有极强的溶解性。水中的所有有机物通过水的溶解，打破原来的状态，与超临界水中的氧气反应，最终达到水中有机污染物分解的目的。”国家千人计划专家、新奥集团能源研究院院长朱振旗博士解释。

在超临界水状态下，反应物料具有良好的传质传热性能，反应物接触混合良好，反应速度快、停留时间短、工艺流程短，充分利用污泥中的有机质热量，实现污泥中污染物彻底处理，免去了传统污泥处理技术的高能耗干燥过程。

技术的一大特点，就是过程自热，即利用自身热量处理掉有机污染物。“这正是这个技术的‘神奇之处’。表面上看，高温高压消耗的能量很大，但是在去除污染物的过程中产生的能量装置可以直接回收继续用于反应。”朱振旗介绍，这也是技术研发的一个难点，也就是装置里不再需要外加热电、燃气等外部热量。此外，材料的耐腐蚀性和装置的结构优化也是研发的重点。

相比城市污泥，超临界水处理技术在高浓度难降解废水和被列为危险废物的污泥的处置上更有优势。在危废处置领域，新奥以超临界水处理技术为核心，根据危废的品类和特性，整合相应的前处理技术，可实现对各类液态有机危废的无害化处理和再生利用。

“与传统处置方式相比，以超临界水处理技术为核心的危废处置方案具有反应效率高、处理效果干净彻底、占地面积小等特点。”朱振旗博士表示，“1分钟内完成所有反应，无需干燥、尾气处理、除尘等工艺流程，有机质降解率＞99%，减容率＞90%，出水可达国家一级排放标准；同时，处置成本也更具优势，在制药、化工等各个行业具有广阔的应用前景。”

示范项目

环境和经济效益双赢

2011年，新奥集团完成6t/d的超临界水处理技术装置建设，实现了72小时连续稳定运行，在进行工艺及操作参数针对性调整的基础上，测试了制药药渣、制药废水、军工废水、石炼化碱渣废液、市政污泥、油泥及印染污泥等多种原料。中试结果表明，污染物被高效彻底降解，处理后出水可达到国家排放标准。

在此基础上，2015年5月，新奥集团在廊坊市龙河工业园完成示范装置建设，并顺利试车运行。项目占地1.45公顷，总投资1.2亿元，处理能力达到240吨/天。该项目采用了先进的集散控制系统（DCS）、安全仪表系统（SIS）和可燃有毒气体检测报警系统对整个生产工艺流程进行监控，为系统的安全、平稳、高效运营提供了保证。

从目前的运行结果来看，日处理能力达到240吨示范项目实现了出水清洁、达国家一级排放标准，不会对土壤及地下水形成污染。污泥有机质转化率超过99%，减容率高于90%，灰分中碳含量<1%，重金属转化为稳定氧化态，处理后的固体物可用于建材。处理过程中不产生PM2.5、硫氧化物、氮氧化物及二噁英等二次污染，从根本上实现污泥的无害化、减量化处理和资源化利用。

这是国内首套工业化超临界水处理装置，也是目前世界上处理能力最强、技术最先进的项目，从根本上解决了市政污泥对土壤和地下水造成的污染问题。在7月底河北省科技部门组织的专家鉴定上，技术成果得到国内环保资深专家的高度评价，一致认定达到国际领先水平。

从经济效益上计算，新技术的应用也带来了更高的性价比。按照现有填埋的方式处理，填埋场只允许含水40%以下的污泥入场，不包含人工和运费的处理成本在350～650元不等；焚烧处理投资和运营成本更高。而通过超临界水技术处理，完全成本控制在300~350元/吨，将近节省了1倍，同时能够实现彻底无害化处理，在投入和效果上优势相当明显。

“廊坊超临界污泥处理项目建成运营后，将形成全新的运营模式和商业推广模式，为廊坊带来新型环保产业示范效应，同时还将面向全国推广。”朱振旗博士表示。作为国家环保战略之下的高新技术，新奥集团的超临界水处理技术在多个领域都具备高效的应用价值，无论市政、军工等政府公共项目，还是机械加工、制药、化工等商业领域，新奥的创新思维和领先技术成为了持续撬动环保市场的一个新支点。

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